“模數結合”問題重重
一個智能小區，充分利用計算機技術、自動化控制技術、視頻技術、報警技術、網絡技術、傳輸技術、系統集成技術等為居民生活提供一個安全、舒適、便捷的生活環境。視頻安防監控系統，是智能小區安防系統中zui重要的系統組成部分，它能做到事前預警、事中報警、事后取證，對違法*分子起到強大的心理震懾作業，實現小區安防系統的智能化管理。
而事前預警、事中報警、事后取證的關鍵在于視頻圖像清晰度和實時性的效果，視頻圖像越清晰越實時，越能為小區的安保人員或*機關的偵察破案提供更加有力的視頻圖像證據。
目前大多已建的智能小區的既有視頻安防監控系統的建設采用的是“模數結合”（模擬攝像機+數字硬盤錄像機+模擬視頻矩陣）方式，其視頻圖像質量普遍存在的問題是：前端攝像機老化，出現無圖像、圖像不清、圖像像素低、人物面部特征難以分辯、顏色偏差大等問題，嚴重影響視頻圖像的取證。如果要升級到高清網絡系統，則需要重新布線，路面開挖和復原的工程量較大，并且需要新建一套布線系統和網絡系統來支撐，系統升級改造的造價會比較大。
所以，本文主要介紹如何利用既有的視頻同軸線纜傳輸來實現從“標清模擬系統”升級到“高清數字（網絡）系統”的方案技術及應用。
“模數結合”（模擬攝像機+數字硬盤錄像機+模擬視頻矩陣）系統介紹
系統組成主要由前端設備（摸擬攝像機）、傳輸部分、控制設備（模擬視頻矩陣）、顯示設備（模擬監視器）、存儲設備（數字硬盤錄像機）組成。
傳輸部分：短距離（一般500米以內）的傳輸線路采用視頻同軸線纜；長距離的傳輸線路采用光纖+視頻光端機方式。
控制部分：采用矩陣控制鍵盤，通過模擬視頻矩陣進行視頻的切換調看和控制。
這種“模數結合”方式，從前端攝像機到控制中心的控制、顯示、傳輸的信號都是模擬信號，其優點是：
• 視頻模擬信號通過模擬視頻矩陣進行切換調看，視頻圖像實時性好；
• 視頻模擬信號通過數字硬盤錄像機的數字編碼壓縮變成數字信號，通過以太網絡進行傳輸和組網，可以實現大型或異地組網的監視、回放和存儲。
• 但這種“模數結合”方式在視頻圖像清晰度和編碼壓縮后的視頻圖像實時性存在一定的局限性：
• 目前模擬攝像機的水平線數zui高為750線，有效像素點（PAL：976（H）×582（V）），相當于約57萬像素，相比百萬像素以上的高清網絡（數字）攝像機的像素點還是較低；
• 視頻模擬信號通過數字硬盤錄像機的數字編碼壓縮為數字信號后，通過數字硬盤錄像機來調看視頻圖像時存在一定時間的延時，實時性稍差，一般延時在300ms內，如果是多級結構的組網，那視頻畫質的實時性更差。
利用既有視頻同軸線纜的傳輸線路實現“模擬”到“高清”的應用
目前能利用既有視頻同軸線纜的傳輸線路實現“模擬”到“高清”的應用，主要有以下兩種技術架構來實現。
高清數字系統（HD-SDI）的應用
HD-SDI（High Definition- Serial Digital Input，高清晰度串行數字接口），其核心為SDI信號接口，是美國SMPTE制訂的一種廣播級信號標準，HD-SDI是依據SMPTE 292M標準，在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s信號速率條件下傳輸的接口規格。
該技術已非常成熟，市場上已有相應的HD-SDI設備，其系統組成主要由前端設備（HD-SDI攝像機）、傳輸部分、控制設備（HD-SDI視頻矩陣）、顯示設備、存儲設備（HD-SDI硬盤錄像機）組成。
傳輸部分：短距離（100米以內）的傳輸線路采用視頻同軸線纜；超過100米后的圖像質量衰減很大，建議傳輸線路采用光纖+HD-SDI視頻光端機方式。
控制部分：采用矩陣控制鍵盤，通過HD-SDI視頻矩陣進行視頻的切換調看和控制。
這種基于HD-SDI技術應用的高清數字系統，其系統結構與上文的“模數結合”系統結構一樣（見圖1和圖2），但不同的是這種基于HD-SDI技術，其從前端攝像機到控制中心的控制、存儲、顯示傳輸的信號都是數字信號，其視頻圖像的優點是：
• 無壓縮、無失真、還原效果好；
• 無時延、實時性好；
• 支持1080P高清顯示。
所以，針對既有的模擬視頻安防監控系統，視頻同軸線纜同樣作為傳輸介質，只需要更換前端攝像機、后臺的視頻矩陣和存儲設備，幾乎不需要操作培訓，就能平滑實現從“標清模擬監控”到“高清數字監控”的應用，不需要更換布線系統和顯示設備，不改變既有的操作和使用習慣，不改變設備管理、維護和保養方式，與既有的模擬系統設備一樣簡單。
但這種技術應用只適合于采用視頻同軸線纜傳輸距離在100米以內，超過100米的傳輸距離，視頻圖像衰減非常大，視頻圖像質量會更差。
“基于IEEEP 1901的EoC技術”實現“高清”的應用
目前市場上已有“基于IEEEP 1901 的EoC（Ethernet over Coax）技術”的產品（俗稱“介質轉換器”），它可以在視頻同軸線纜中進行以太網數據信號的傳輸，其原理就是將以太網信號經過調制后在視頻同軸線纜中進行數據傳輸，這樣就可以輕松利用既有的視頻同軸線纜的布線系統，實現從“模擬標清”升級到“高清網絡”的視頻監控系統（其系統結構示意圖見圖2）。
應用一：點對點應用，適合改造類工程，利用既有視頻同軸線纜/網線/線等2芯線升級到高清網絡系統。
應用二：串并聯應用，適合新建和改造類工程，利用既有視頻同軸線纜/網線/線等2芯線zui多連接20臺設備進行高清視頻、控制、對講等信號傳輸。
其技術產品的優勢：
• 基于IEEE P1901技術，支持在視頻同軸線纜、電力纜和線等多種介質上傳輸網絡高清視頻和高速數據信號。具有傳輸距離長、通信速率高、支持多媒體業務、支持組網等特點；
• 通信距離zui大無中繼跨度可達2000米（以太網zui大通信距離才100米），極大方便了布線，對于普通的SYV75-5視頻同軸線纜，在2000米距離時，可以保持TCP/IP吞吐量不低于30Mbps；
• 支持多路信號傳輸，一條視頻同軸線纜上zui大支持20路百萬像素的視頻、報警、對講、控制信號（而以太網和模擬系統都是單線單點方式）；
• 支持多路高清同時傳送而無延時，僅對數字信號進行介質傳輸，無任何損害；
• 升級容易，利用既有的視頻同軸線纜直接升級為高清網絡系統，該技術產品即插即用，也無需軟件硬件設置；
• 支持PoC集中供電，使用視頻同軸線纜直接給高清網絡攝像機供電，可以簡化工程安裝，節約成本，500米SYV75-5視頻同軸線纜可以支持40W的功率輸出；
• 擴展能力強，如需要增加節點，無需重新布線，在負載范圍內，任意通過三通等接頭接入，并且可以與網絡布線系統兼容。
綜上所述，利用既有的視頻同軸線纜的傳輸布線系統，不需要重新開挖路面（或少量因增加監控點的線路敷設開挖），不會因為路面大面積施工造成對周圍環境和居民生活的干擾，既可以實現長距離的傳輸，又可以實現百萬像素以上的高清網絡監控，需要更換以下設備：
• 前端攝像機：模擬攝像機→高清網絡攝像機；
• 后臺的控制系統設備：模擬視頻矩陣→視頻管理服務器、視頻矩陣控制鍵盤→網絡控制鍵盤；
• 存儲設備：數字硬盤錄像機→網絡硬盤錄像機或IPSAN。
還需根據監控數量規模適當增加交換機設備和介質轉換器的發送/接收設備。
但高清網絡攝像機在視頻實時性方面存在一定的弊端：因為高清網絡攝像機是內置了編碼、數字處理和網絡傳輸等功能為一體的攝像機，視頻模擬信號在攝像機內部通過ISP/DSP進行了編碼壓縮后再通過網絡傳輸模塊直接輸出圖像碼流的數字信號，在這個“模擬”轉“數字”的過程中就存在一定的時延，攝像機輸出的圖像碼流再通過網絡系統進行傳輸，前端攝像機到后臺設備的傳輸時延一般在300ms以內，所以高清網絡攝像機在視頻實時性方面會稍微差一點。
在實際工程改造中需要注意的事項
上文所介紹的兩種利用既有視頻同軸線纜傳輸的技術應用，在實際工程改造應用中，需要注意以下事項：
• 檢查視頻同軸線纜的敷設質量，測試視頻效果。因為很多既有系統中視頻同軸線纜沒有嚴格按照施工規范和工藝要求進行敷設，導致視頻同軸線纜與強電同管敷設或長期泡在水中或沒有套管裸露在外等情況造成視頻信號受到干擾和衰減，這種情況就需要重新布線；
• 更換BNC接頭，采用高可靠性的全銅質BNC接頭進行端接。因為既有系統中的攝像機的BNC接頭大多因為使用時間長久已經氧化，會造成視頻信號衰減，所以建議更換；
• 供電系統方面，建議采用獨立的UPS集中供電系統和分散/集中相結合的變壓方式；
• 室外立桿攝像機，必須做好防雷接地措施，必須安裝防浪涌器，并且越靠近攝像機安裝防雷效果越好，立桿應采用鍍鋅鋼管制成，在桿的頂部設有避雷針，能夠引導直擊雷入地，立桿的基礎接地建議采用獨立接地方式，采用接地電極以及由扁鋼和角鋼組成的接地網，接地電阻要求≤10Ω。
以上四點是經常造成視頻圖像干擾或不清晰等情況zui容易忽視的地方，所以一個高清的視頻監控系統，除了在設備產品質量選型外，還要特別注意以上事項。
